單片機在電子技術中的應用和開發

劉娟

摘要：單片機技術已經被廣泛應用到電子技術的各個行業。和其他技術相比，單片機技術在低功耗、穩定性和可靠性方面具有很大的優勢。本文主要探索了單片機技術在電子技術的相關應用情況，從而更好促進單片機技術的發展。

關鍵詞：單片機技術;電子技術;應用;開發

中圖分類號：TP368.1 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）03-0100-01

1 單片機應用背景介紹

隨著經濟的不斷的發展，生活水平的不斷提高，人們對生活的質量要求越來越高。人們渴望自己居住的環境越來越舒適，很多家庭都會在室內選擇培育了許多盆栽植物。一方面可以讓人賞心悅目，另一方面可以凈化房間內的空氣。

2 單片機技術具體應用的意義

為解決現代生活中人們不能全力照顧家中或辦公室盆栽的問題，本文設計了一種自動澆水、補光的系統，與花盆安裝為一體，能夠根據用戶培育的植物的土壤濕度需求不同，對澆水的限值參數進行設置，完成自動澆水的控制。并且根據盆栽在建筑物里所處環境不同，對光照的需求也不同，依據當前光照情況或定時為植物補充成長所需光照。另外，還可以通過手機無線傳輸方式像本設計的模塊發送短信指令，系統按照指令完成工作。本設計將單片機控制技術領域應用到花盆植物的管理中去，系統能夠解決絕大讀書需要人工澆水且澆水不科學的問題，為植物的生長提供一個健康的生長環境，同時也使花盆管理工作更加輕松。本系統結構簡單、操作方便，方便推廣，是傳統花盆很好的替代品。

3 基于單片機技術的自動澆水、補光系統具體方案實現

3.1 系統功能介紹

本系統主要是有四模塊組成，分別是控制模塊、傳感器采集數據輸入模塊、執行模塊、電源模塊組成的。STM32F103C8T6單片機最小系統電路是本系統的控制模塊，濕度傳感器DHT11數據采集電路、GSM遠程網絡控制電路、光敏電路采集數據電路構成了傳感器采集輸入模塊，液晶顯示模塊電路、繼電器控制電路、以及LED補光電路構成了系統的執行模塊。如圖1所示。

本系統主要實現以下對的功能：（1）通過溫濕度傳感器和熱敏電阻檢測盆栽植物的溫度、濕度和光照強度的信息，并將這些信息在液晶模塊上顯示。（2）通過GSM無線接收電路遠程接受用戶的指令來控制繼電器和LED燈對植物進行澆水和補光。（3）如果傳感器采集的濕度數據低于閾值35%的話，主控芯片立刻控制繼電器進行自動澆水，如果光敏電阻采集的數據顯示光照較暗的話，主控控制LED進行自動補光。

3.2 本項目的創新點

（1）本套系統是不但能夠對植物進行澆水的操作而且當光照不足的時候還能對植物進行補光的操作，這是市面上大多數智能花盆不具備的功能。（2）本系統分為兩個模式，第一模式是智能模式。第二模式人為控制的方式，通過發短信指令來控制主控，對植物進行澆水和補光的操作的。（3）軟件的編程采用的是多文件的編程方式，這樣方便程序的移植和修改，而且便于用戶的閱讀。

3.3 單片機的作用

單片機控制電路是系統最核心的部分，它是系統的CPU，數據的采集、處理、以及發出控制指令都是要通過它完成的。本系統的控制電路需要完成這些功能：通過不斷的采集溫濕度傳感器的數據、光敏電阻的數據、以及用戶通過GSM發送過來的指令，控制器在數據之后，來對繼電器模塊、LED補光模塊發出控制命令、來執行相關的動作。同時控制液晶模塊進行相關的顯示。

4 系統調試

4.1 硬件測試

板子在焊接完成之后，最重要的就是測試工作，采用的方法就是驗證的方法和分模塊測試的方法。焊接完成之后最重要的就是檢查主電源正極和負極是否短路，這個一定是最重要的，而且保證安全的。

第一步，用測試所有的電源的正極和負極是否短路，保證電源沒有短路之后我們才能做下面的工作。

第二步，我們一定要檢測所有正負極的元器件是否焊接正確，尤其是一些電容。否則發生爆裂導致危險。這一步很關鍵。

第三步，根據原理圖，我們用萬用表來測試實際的pcb和原理圖是不是相一致，具體的方法就是哪些節點應該導通，那么PCB也應該是導通的。但是我們可以使用分模塊測試的方法，可以把一個模塊測試完了再去測試另一個模塊，如果哪些線路有問題我就可以立刻知道是哪個模塊有問題，這樣就很節約時間而且便于測試。

第四步，我們就可以上電就行測試，看看各個模塊的供電是否正常，然后我們就可以寫程序分別測試各個模塊看是否能夠正常工作的。

4.2 軟件測試

完成硬件測試之后我們就可以就行軟件測試了，我的主要思想就是分模塊編程和多文件編程的思想。在進行測試的時候我首先確保液晶模塊顯示是沒有問題的，因為之后的一些傳感器參數信息可以在上面進行顯示，這樣就可以看出傳感器采集的數據是否正確。

在測試各個模塊的時候我的思路是多文件編程，將各個文件寫成一個.h和.c文件，這樣方便調試和進行維護，然后一個個模塊進行調試，并將調試信息在液晶模塊上顯示。就比如在調試溫濕度模塊的時候，我先編寫一個dht.h和dht.c，然后在主函數里面只采集溫濕度數據放在液晶模塊上進行顯示，然后改變溫度和濕度，看液晶模塊顯示是否正常。

5 結語

單片機技術已經被廣泛應用到各個行業當中了，大大促進了各個行業的發展。本文主要是通過單片機技術的一個具體應用情況來說明單片機技術在電子技術開發和應用中發揮的作用，希望對于相關讀者有一定啟示作用。

參考文獻

[1] 王洪喆.單片機在電子技術中的應用和開發技術探析[J].電子技術與軟件工程，2018，136（14）：257.

[2] 蔣宜軍，胡仁杰.單片機在電子技術中的應用和開發技術[J].電子技術與軟件工程，2018，136（14）：259.

Abstract：Single-chip microcomputer technology has been widely used in various industries of electronic technology. Compared with other technologies， microcontroller technology has great advantages in terms of low power consumption， stability and reliability. This article mainly explores the related application of single-chip technology in electronic technology， so as to better promote the development of single-chip technology.

Key words：MCU technology; electronic technology; application; development